III-11 Разделение и концентрирование (1114269)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Этапы анализа28.11.2013М.А. Проскурнин – Вводный семинар2Раздел 13ТерминыРазделение – операция отделенияопределяемого и мешающего компонента,присутствующих в сопоставимыхконцентрацияхКонцентрирование – операция, в результатекоторой повышается отношениеконцентраций или количествмикрокомпонента и макрокомпонента.28.11.2013М.А. Проскурнин, Химфак МГУ4ТерминыАбсолютное концентрирование –микрокомпонент переходит из большоймассы образца в малую, при этомконцентрация микрокомпонента повышаетсяОтносительное концентрирование –увеличивается соотношение между микро- имакрокомпонентомГлавная цель – изменение состава матрицы28.11.2013М.А.

Проскурнин, Химфак МГУ5Основа Р и К - распределениетв. тело –жидкостьжидкость –жидкостьтв. тело –газжидкость –газ6Варианты двухфазных системвторая фаза• осаждениевозникает в• центрифугированиерезультатехимического илифизическоговоздействиявторая фазавводитсязаранее• ж–тв – сорбция• ж–ж – экстракция7Классификация методов РиКПо природе процессахимические••••осаждение и соосаждениеэкстракцияхроматографияэлектрохимическиефизические••••••фильтрацияиспарениецентрифугированиедиализ, вымораживание, кристаллизация,диффузияэлектрофорез8Классификация методов РиКПо природе фазосаждение, сорбция, электролиз,хроматография, фильтрация, вымораживание,флотация, кристаллизация, центрифугированиеэкстракция, распределительная хроматографияСублимация, конденсацияИспарение9ДостоинстваРостизбирательности(разделение)Ростчувствительности(концентрирование)удаляют вредные(радиоактивные,токсичные)компоненты матрицырасширяют выборметодов анализаупрощаютиспользованиевнешних стандартов10Недостаткиудлиняют, осложняют и частоудорожают анализвозможны систематическиепогрешности• потери микрокомпонента• загрязнения его примесямив реактивах, окружающей среде.11Раздел 212Уравнения межфазного равновесияЗакон действующих массA (1)Am BnK0sA( в )A( в )28.11.2013A (2)Молекулярноеn l осаждениеAm BA(о )A( сорб )М.А.

Проскурнин, Химфак МГУЭкстракцияСорбция13Два практических параметраКоэффициент распределения [Distribution](относительная полнота извлечения,насколько сконцентрировали)Dc A, oc A, вСтепень извлечения [Recovery](абсолютная полнота извлечения, какоеколичество отделили/сконцентрировали)R28.11.2013q A, oq A, вq A,oМ.А. Проскурнин, Химфак МГУ14Как связаны R и D?R100 11D (VA,о VA,в )1nВ идеале – второй член в скобках должен  0Нужны: Большие коэффициенты распределения Большие соотношения объемов(объемы органической фазы) Многократность экстракции28.11.2013М.А. Проскурнин, Химфак МГУ15КонстантыA( в )A(о )Коэффициент распределения –условная константаDK0Da A, oa A, вc A, oc A, вKDKD[A]o[A]вs A, os A,вЗакон распределения Нернста28.11.2013М.А. Проскурнин, Химфак МГУ16И еще два практических параметраКоэффициент разделения (насколькоразделили А и B)= /Коэффициент концентрирования(насколько сконцентрировали А относительно B)28.11.2013≫1= /≫1М.А.

Проскурнин, Химфак МГУ ≈ 117Зависимость полноты разделения от произведения DA·DBDADBKA/BRA,%RB,%1 ·1061· 1021 · 104100≈ 991 · 1021· 10-21 · 104≈ 99≈11 · 10-21· 10-61 · 1041018Что определяет выбор метода разделения?Задача анализаСочетание с методомопределения илиобнаруженияПрирода анализируемогообъектаЧисло и природаопределяемых иотделяемых компонентовПростота + доступность +стоимостьЭкспрессностьБезопасность работыВозможностьавтоматизации19Раздел 320Осаждение и соосаждениеОсаждение – метод разделения• Высокие коэффициенты распределения иразделенияСоосаждение – методконцентрирования• Возможность управлять параметрамипроцесса21Осаждение как метод концентрированиятрудно избирательно• захват микрокомпонентовосадить матрицутрудно избирательно • масса малаосадить• Образуются коллоидные системымикрокомпонент22Разделение осаждениемнеорганическиеосадителихлориды, карбонаты,фосфаты, сульфаты,сульфиды, гидроксиды,буферные смесираствор {Cu, Zn, Ni, Co,Fe(III), Cr(III), Al(III)} +CH3COOH + CH3COONa →осадок Fe(III), Al(III), Cr(III)органическиеосадителигидроксихинолин – Al,ЩЗЭ;купферон – Fe, Cu, Ti;антраниловая кислота– Zn;диметилглиоксим - Ni(в аммиаке), Pd (вкислых р-рах);1-нитрозо-2-нафтол - Со23Осаждение гидроксидомFe(II), PbU(VI), ThTi(IV)pH 012AlAg, Mn, Hg(II)3 4 5 6 7 8 9 10 11MgFe(III), Sn(II), ZrZn, Cu, Cr(III)Co, Ni, Cd, Ce(III)24Преимущества органических осадителейизбирательность выделения вышевозможно отделять меньшие количествалегко удалять избыткилегко отделить осадок от растворачище кристаллические осадки25Соосаждениеспециально вводят посторонние вещества, образующие новую фазуЭта фаза, захватывающая микрокомпонент – коллекторТребования к коллекторуполнота соосаждениянеобходимая избирательностьсоосаждения микрокомпонентовлегкость отделения осадка от раствораудобство для последующего определения26Неорганические коллекторыКоллекторыMnO(OH)2 – Sn, Sb, Bi, Te(III)S элемент.

– Au, Hg, Pd, PtFe(OH)3, Al(OH)3, {Fe(OH)3+ Cu(OH)2} - групповыеОрганические коллекторыдифениламин – благородные металлыфенолфталеин – оксихинолинаты Hf, ZrПолимерылегко удаляются сжиганиемлегко растворяются в органическихрастворителяхвысокая избирательность действиявысокая степень извлечения27Сочетание соосаждения с синтезомСинтез композита MnO2-полианилин28(Со)осаждение ионов Fe на полиэлектролитахhttp://iopscience.iop.org/0957-4484/23/26/265601/article29Раздел 430Дефиницияпроцессраспределениявещества междудвумянесмешивающимисярастворителямисоответствующийметодвыделения иразделениявеществ,основанный наэтом процессеКак правило, водаорганическийрастворительНо могут быть• 2 органическихрастворителя• Два водныхраствора• Два расплаваИ т.

п.ТерминыЭкстрагент – активное соединение в органическойфазе, ответственное за переход растворенногокомпонента из водной фазы в органическую.Экстракт – органическая фаза, содержащаякомпонент (вещество), извлеченное из водной фазы.Реэкстракция – процесс обратного извлеченияэкстрагированного вещества в водную фазу, иную посравнению с той, из которой проводилась экстракция.Типы экстракционных системA( в )M n + I( в )A(о )HA ( о ) M n + ClO4 ( в )H + A(в )R 4 N + A( в )[R 4 N A ]( о )M(nв ) + HL( o )[MLn ]( о )Kex28.11.2013[MLn ]( о ) [H ](nв )nn(о)[M ]( в ) [HL]DM[H ](nв )[HL](nо )nH( в )DM( DH )nМ.А. Проскурнин, Химфак МГУ[M n (I ) n ]( о )n[M (ClO4 ) n ]( о )HLMLnMn+H+33Скорость экстракциискорость химическихреакцийскорость массопереносавнутри каждой фазы ичерез границу раздела фаз.DDВремяВремяУсловия экстракцииРастворимость образовавшегося соединения в органическомрастворителе выше, чем в водеНейтрализация заряда или низкий заряд ионов.Отсутствие гидрофильных групп, наличие гидрофобных группСольватация экстрагируемого соединенияСоответствующий размер молекул экстрагируемого соединенияВысокая устойчивость экстрагируемых соединений (комплексов)Типы экстракционных системНеионизованныесоединенияИонные ассоциатыКоординационныенесольватированные нейтральныекоординационнонесольватированные ионныеассоциатывнутрикомплексные (хелаты)минеральные кислотыкоординационно сольватированныенейтральныекомплексные металлосодержащиекислоты и их солиНесольватированные соединенияКоординационныенесольватированные нейтральные•••••галогениды (I2, Br2),хлориды (HgCl2, AsCl3, GeCl4),бромиды (HgBr2, AsBr3, SbBr3),иодиды (HgI2, AsI3, SbI3),оксиды (RuO4, OsO4).Извлекают неполярнымиапротоннымибензол, ССl4координационнонесольватированные ионныеассоциатыНадо обеспечить прочный ионныйассоциатБольшого размераАнион: ClO4-, I-, Ph4BКатион: R4N+ (цетилтриметиламмоний,ЦТМА, Ph4As+Извлекают(высоко)полярнымирастворителямидихлорметанЗависят: от концентрацииЗависят: от концентрацииреагента в водной фазе (Cl-, I-) реагента в водной фазе37Комплексыкоординационно сольватированныенейтральныевнутрикомплексные (хелаты)Было вышеK ex[ML n ]( о ) [H ](nв )nn(о)[M ]( в ) [HL]DM[H ](nв )[HL](nо )Mm+(в) + mX-(в) + nL(O)↔ [MXmLn](O)Извлекают неполярнымиапротоннымибензол, ССl4Извлекают неполярнымиапротонными иполярнымиЗависят: от концентрацииреагента в органическойфазе, pHЗависят: от концентрацииреагентов в органической иводной фазах, pH38Ионные ассоциатыкомплексные металлосодержащиекислоты и их солиминеральные кислотыH + A(в )HA ( о )экстрагируются толькорастворителями высокойосновности, способными кпротонированию (амины иликислородсодержащиерастворители с высокойэлектронодонорнойспособностью, например,трибутилфосфат)nH+(B) + Mm+(В) + (m+n)X(В) ↔ [HnMXm+n](O)(HFeCl4, HNbF6, HInI4)экстрагенты – кетоны,эфиры, аминыМеханизм экстракции гидратно-сольватный39Способы осуществления экстракции100Однократная экстракцияR,%Периодическая экстракцияНепрерывная экстракция1 2 3 4 5 6 7 8 числоэкстракций, nПротивоточная экстракция• (многоступенчатоефракционирование)R100 11D (VA,о VA,в )1nПроточная микроэкстракция41Непрерывная экстракция42Ограничения классической экстракцииорганические растворители горючи, токсичныНельзя экстрагировать высокогидратированныекомплексы металловнельзя применять водорастворимые реагентыне могут быть использованы для биологическиактивных веществ• разрушаются в этих растворителях.43Полимер-содержащие водные растворыОбразуют классическиедвухфазные системы приопределенном солевом составераствора (полиэтилен гликоли)Могут образовывать мицеллы,в которые происходитэкстракция, мицеллы затемконцентрируют на мембранах,сорбентах и т.п.44Пример разделения белков при помощи ПЭГРазделение галактозидазы (конъюгатфлуоресцирует красным)БСА (зеленый)45Пример разделения белков при помощи ПЭГ46Мембранная экстракцияВодная и органическая фазыили две водные фазыотделяются специальнойполупроницаемой мембранойЛегкостьавтоматизации47Экстракция липидов углеродными волокнами48Достоинства экстракцииУниверсальность• все элементы• Широкий диапазон концентрацийРазделение сложных смесейНе требует сложного оборудованияСочетание с другими методами• спектроскопия.

Характеристики

Тип файла PDF

PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.

Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.

Список файлов лекций